机械化学已被用于可逆捕获二氧化碳使用赖氨酸,一种丰富的氨基酸。1这一过程简单快捷,使其成为捕获碳排放的一种很有前途的新工具。

“我们把赖氨酸放入我们的反应堆,它看起来像一个小高压锅,还有研磨球和压力下的二氧化碳。”Thomas-Xavier地铁来自法国蒙彼利埃大学的教授解释道。仅仅五分钟后,反应堆的内容物似乎没有变化,但转变已经完成。“我们仍然有白色粉末,但赖氨酸与过量的一氧化碳发生了反应2形成一种新的化合物——氨基甲酸酯。”这是通过结合溶液和固态核磁共振技术来证实的。

这种捕获二氧化碳的方法还有其他优点。“它在没有溶剂的情况下有效地工作,使我们减少了浪费,避免了净化。”氨基甲酸酯的形成也是完全可逆的,为储存二氧化碳提供了另一种选择。为了再生试剂,研究人员只需要在175°C下加热氨基甲酸酯。他补充说,这是一种释放气体的简单方法。加入少量的酸也可以释放二氧化碳。“这是不太可持续的,但也提供了一个快速和非常直观的方法来测试产品是否已经形成,而不需要核磁共振,”m录影带指出。

l -赖氨酸ε-氨基甲酸铵的分子结构示意图

来源:©2020美国化学学会

用赖氨酸对二氧化碳进行球磨,会形成氨基甲酸酯,将气体困住

机械化学已经在碳捕获方面进行了探索,比如将二氧化碳转化为化学燃料——一个不可逆的过程——以及制造用于气体吸附的新材料。然而,利用固体胺可逆地捕获二氧化碳是一种创新。苏珊娜加西亚来自英国赫瑞瓦特大学的碳捕获专家说:“这是一种非常有趣的捕获二氧化碳的方法。”

研究人员使用了广泛用于捕获一氧化碳的胺2在水溶液中,并创造了一种不需要溶剂的新方法,”García指出。她说:“这是有希望的,因为我们目前对溶剂的依赖是不可持续的……有问题而且危险。”然而,作为一名工程师,她也看到了一些潜在的问题。虽然实验室环境为反应提供了完美的条件,但二氧化碳经常与其他气体和杂质混合。她补充说:“这是一个很好的概念证明……但只有进一步的实验才能帮助我们评估这种方法是否值得追求。”

“升级应该很简单——水泥、合金和制药行业已经在使用工业碾磨机了。”“事实上,机械化学反应堆有潜力在商业规模和连续模式下工作,”García解释说。此外,先前的研究表明,当你扩大一些机械化学过程时,能量消耗会减少。2García则持怀疑态度,但相信基础研究人员和应用研究人员之间的合作是取得成果的关键。她总结道:“只有我们弥合了知识差距,我们才能判断这项技术的真正潜力。”